一种利用纳米修复材料对土壤重金属污染进行修复的工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种利用纳米修复材料对土壤重金属污染进行修复的工艺，所述工艺包括粉碎

【技术实现步骤摘要】
一种利用纳米修复材料对土壤重金属污染进行修复的工艺


[0001]本专利技术环保治理
，具体涉及一种用纳米修复材料对土壤重金属污染进行修复的工艺。

技术介绍

[0002]随着石油钻井、化工、金属加工、电镀、矿业等工业的不断发展，所产生的环境问题也日益突出，特别是生产过程中产生的废弃物，如果处置不当，进入农田、河流、海洋或渗入地层，都会对环境产生严重污染。尤其是生产过程中产生的一些固体废弃物，发现一些常见的重金属几乎全部存在在于其中，如Pb、Cu、As、Cr、Zn、Hg等，如果直接排入地层，这些重金属必将在土壤中进行迁移，从而转移到周围其他未污染的土壤中，也会对地层水产生污染。
[0003]现有对土壤中重金属的方法主要有淋洗法、生物法以及固化方法。淋洗法是用某种液体，包括酸、碱、盐、表面活性剂、络合或螯合剂等溶液，将土壤中重金属转移到土壤溶液中淋洗去除，易造成二次污染，淋洗液需再做二次处理，但是存在耗液量大，费用高等缺点。生物法主要是利用氧化亚铁硫杆菌等细菌通过新陈代谢产生酸、消耗硫元素，使污泥中重金属浸出的方法，然而此方法比较耗时，且细菌培养难度较大、对设备要求较高。固化处技术是近些年发展起来的一种废弃钻井泥浆处理技术。其原理是向废弃钻井泥浆中加入具有固结性能的固化剂，使其转化成类似混凝土的固化体，固结其内的有害成分。但固化法中，重金属元素可溶态并未改变。随着时间的推移，重金属离子可以随固化体渗出液逸出，污染土壤和地下水，环境污染风险依然较高。因此，开发一种可彻底去除土壤中重金属的工艺，避免现有固化法处理后重金属离子仍旧存在于土壤中所带来的风险，对于现有的土壤重金属处理工艺具有十分现实的意义。

技术实现思路

[0004]针对上述现有技术存在的缺陷，本专利技术的目的在于提供一种用纳米修复材料对土壤重金属污染进行修复的工艺，本专利技术的修复工艺对土壤中的重金属进行固化后可以将纳米修复材料进行磁分离，从而避免重金属仍旧存在于土壤中，带来后续环境风险，另外，本专利技术的修复材料具有十分优异的修复效果，可大规模使用。
[0005]为实现上述目的，本专利技术所采取的技术方案如下：
[0006]一种利用纳米修复材料对土壤重金属污染进行修复的工艺，包括如下步骤：
[0007](1)将受污染的土壤加入到粉碎筛分设备中，对土壤进行破碎和筛分，将混杂在土壤中的大的块状物、碎石从土壤中筛除，获得粗颗粒土壤；
[0008](2)将步骤(1)获得的粗颗粒土壤送入高频振动筛中进行振动筛分，获得粒径为0.25
‑
0.5mm的细颗粒土壤；
[0009](3)将步骤(2)获得的细颗粒土壤加入到混合搅拌设备中，然后向土壤中加入一定量的水，使得土壤中水分含量达到35
‑
40％，搅拌混合2
‑
3小时后加入纳米修复材料，继续充分搅拌混合4
‑
8小时，之后静置养护；
[0010](4)养护完后将步骤(3)中的土壤进行干燥，干燥至水分含量为2
‑
4％左右；
[0011](5)将步骤(4)干燥的土壤再次送入高频振动筛中进行振动筛分，获得粒径小于0.25mm的超细颗粒土壤；
[0012](6)将步骤(5)中获得的超细颗粒土壤加入到磁分离设备中，将磁性的纳米修复材料进行磁分离；
[0013]其中，所述纳米修复材料由改性海泡石和生物炭负载MnFe2O4纳米材料组成。
[0014]优选的，步骤(3)中所述纳米修复材料的加入量为细颗粒土壤的10
‑
20％。
[0015]优选的，所述静置养护的时间根据不同土壤中重金属的初始含量不同而不同，优选为3
‑
7天。
[0016]优选的，所述改性海泡石和生物炭负载MnFe2O4纳米材料的质量比为1
‑
3:1。
[0017]优选的，所述改性海泡石的制备方法，包括如下步骤：
[0018](1)将FeCl3溶解在水中制得FeCl3水溶液，向FeCl3水溶液中加入聚乙二醇，得到混合液；
[0019](2)取海泡石原料，干燥后粉碎后过筛，然后将过筛后的海泡石粉末加入步骤(1)中的混合液中搅拌均匀，然后在110
‑
130℃条件下进行水热反应15
‑
30h，之后洗涤、干燥、研磨即得FeO(OH)
‑
海泡石复合物；
[0020](3)将步骤(2)制得的FeO(OH)
‑
海泡石复合物加入到二乙基二硫代氨基甲酸钠溶液中，充分搅拌3
‑
6小时，之后过滤、烘干、研磨、过筛即得所述改性海泡石。
[0021]优选的，步骤(1)中，所述FeCl3、水、聚乙二醇的质量比为1
‑
2：2
‑
6：0.05
‑
0.3。
[0022]优选的，步骤(2)中，海泡石与混合液的质量比为1
‑
3:5
‑
12；步骤(3)中二乙基二硫代氨基甲酸钠溶液的浓度为1000
‑
2000mg/L。
[0023]优选的，所述生物炭负载MnFe2O4纳米材料的制备方法，包括如下步骤：
[0024](1)生物炭的制备：将生物质原料洗涤后干燥、粉碎得颗粒原料，之后在氮气气氛下，将所述颗粒原料于550
‑
650℃下保持3
‑
4小时，待冷却后取出即得所述生物炭；
[0025](2)生物炭负载MnFe2O4纳米材料的制备：在氮气气氛下，向去离子水中依次加入生物炭、FeCl3·
6H2O和Mn(NO3)2·
4H2O；然后在55℃、不断搅拌下将上述混合液滴入到1.5mol/L NaOH溶液中，反应30min后，离心、洗涤，即得所述生物炭负载MnFe2O4纳米材料。
[0026]优选的，所述生物质原料为选自花生壳、玉米秸秆、稻壳、锯末或竹屑中的一种或多种。
[0027]优选的，所述FeCl3·
6H2O、Mn(NO3)2·
4H2O和NaOH的摩尔比为1:0.3:6。
[0028]与现有技术相比，本专利技术具有如下有益效果：
[0029](1)本专利技术对土壤中重金属离子进行处理的工艺包括粉碎
‑
筛分
‑
养护
‑
干燥
‑
筛分
‑
磁分离的过程，该处理工艺能够对土壤中的重金属进行彻底的去除，工艺简单、成本低廉，且通过磁性分离将纳米处理材料从土壤中回收，可对土壤中存在的铅、镉、砷、铜、砷、锌、钴、铬等一次性降低或去除，避免因土壤环境变化而导致重金属再次释放的风险；
[0030](2)本专利技术采用的纳米处理材料由改性海泡石和和生物炭负载MnFe2O4纳米材料组成，改性海泡石是对海泡石先进行FeO(OH)复合，之后包裹上高螯合能力的二乙基二硫代氨基甲酸钠，显著提升了海本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种利用纳米修复材料对土壤重金属污染进行修复的工艺，其特征在于，包括如下步骤：(1)将受污染的土壤加入到粉碎筛分设备中，对土壤进行破碎和初筛，将混杂在土壤中的大的块状物、碎石从土壤中筛除，获得粗颗粒土壤；(2)将步骤(1)获得的粗颗粒土壤送入高频振动筛中进行振动筛分，获得粒径为0.25
‑
0.5mm的细颗粒土壤；(3)将步骤(2)获得的细颗粒土壤加入到混合搅拌设备中，然后向土壤中加入一定量的水，使得土壤中水分含量达到35
‑
40％，搅拌混合2
‑
3小时后加入纳米修复材料，继续充分搅拌混合4
‑
8小时，之后静置养护；(4)养护完后将步骤(3)中的土壤进行干燥，干燥至水分含量为2
‑
4％左右；(5)将步骤(4)干燥的土壤再次送入高频振动筛中进行振动筛分，获得粒径小于0.25mm的超细颗粒土壤；(6)将步骤(5)中获得的超细颗粒土壤加入到磁分离设备中，将磁性的纳米修复材料进行磁分离；其中，所述纳米修复材料由改性海泡石和生物炭负载MnFe2O4纳米材料组成。2.根据权利要求1所述的修复工艺，其特征在于，步骤(3)中所述纳米修复材料的加入量为细颗粒土壤的10
‑
20％。3.根据权利要求1所述的修复工艺，其特征在于，所述静置养护的时间根据不同土壤中重金属的初始含量不同而不同，优选为3
‑
7天。4.根据权利要求1所述的修复工艺，其特征在于，所述改性海泡石和生物炭负载MnFe2O4纳米材料的质量比为1
‑
3:1。5.根据权利要求1所述的修复工艺，其特征在于，所述改性海泡石的制备方法，包括如下步骤：(1)将FeCl3溶解在水中制得FeCl3水溶液，向FeCl3水溶液中加入聚乙二醇，得到混合液；(2)取海泡石原料，干燥后粉碎后过筛，然后将过筛后的海泡石粉末加入步骤(1)中的混合液中搅拌均匀，然后在110
‑
130℃条件...

【专利技术属性】
技术研发人员：谭皓铭，谭乔，
申请(专利权)人：湖北亮绿环保技术有限公司，
类型：发明
国别省市：